洁净煤能源技术PPT(共23页)
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洁净煤能源技术
❖ PB0ຫໍສະໝຸດ Baidu013034 ❖ 盛思铭
❖ 主要介绍洁净煤能源技术 ❖ 着重讨论了洁净煤能源发展的必要及过程中的主要问题和发 展方向
CCT
❖ 我国是一个多煤、少油、少气的国家，未来能源发展 的政策仍是。煤为基础，多元发展”。提高煤炭利用率、 降低污染率，是我国能源工业发展的紧迫而现实的任务。 而完成这一任务，就需要大力发展洁净煤能源技术
CCT
❖洁净煤技术（clean coal technology） 是指从煤炭开发到利用全过程中，旨在减少污染物排放和提高 利用效率的煤炭加工、转化、燃烧及污染控制等一系列新技术 的总称，是使煤作为一种能源应达到最大限度的潜能利用，而 将释放的污染控制在最低水平实现煤的高效、洁净利用的技术 体系。
转换技术
❖ 即通过与其他提高燃料综合利用率的方法结合，达到提高产 热效率并且降低污染的方法 ❖ 主要有：煤气化循环发电、煤液化等方式 ❖ 煤液化（Coal liquefaction）：煤液化是把固体煤炭通过化学 加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁 净煤技术。
整体煤气化联合循环发电
燃烧过程中的处理方法
❖ 主要有：低污染燃烧，燃烧中固硫，流床化燃烧，涡旋燃烧 ❖ 关于涡旋燃烧：涡旋燃烧，特别是强涡旋燃烧对实现煤粉的 稳定燃烧及高效率高强度和低污染燃烧具有重要意义。通过已 建立的数学模型来计算并预测燃烧过程及降低燃烧过程中的污 染。
燃烧后处理
❖ 主要方法为烟气净化及灰渣处理 ❖ 烟气净化：烟气除尘、脱硫和脱氮氧化物等措施。使排放的 烟气中这些污染物含量达到有关标准要求。主要方法：干发烟 气脱硫、半干法烟气脱硫、湿法烟气脱硫。主要区别为对排出 粉尘的湿度处理上。 ❖ 灰渣处理：对火电厂的灰渣收集、运送、储存、综合利用。
微生物脱硫
❖ 煤中无机硫占绝大多数，有机硫不足0.5% ❖ 有机硫主要来源于煤原始植物的蛋白质，有硫醇、硫醚、杂 环硫等，无机硫包括硫酸盐、硫化物、元素硫等 ❖ 只有硫酸盐硫为不可燃硫 ❖ 脱硫微生物有：各种杆菌，XX杆菌、XX杆菌等等，不一而 足
无机硫脱硫原理（1）
❖ 黄铁矿在潮湿富含氧气地环境中，能够自发而缓慢的氧化为 硫酸根和二价Fe ，并放出热量；当环境中存在某些嗜酸的硫杆 菌时，此反应速率将大大加快。分为直接作用和间接作用。 ❖ 直接作用：指黄铁矿作为微生物的能源物质，即微生物在使 煤中黄铁矿发生降解生成高价铁离子和硫酸根的同时，利用释 放的能量进行新陈代谢
高硫煤
❖ 煤层在地质形成过程中含有大量的硫化物成分，在使用的时 候硫化物分解挥发出大量污染环境的硫化氢，必须经过工业化 处理才能利用，所以在作为工业原料的时候，把高硫煤划分为 劣质煤。
处理方法
❖ 分别有常规选煤，高效物理脱硫，化学选煤，微生物脱硫四 种。 ❖ 我认为最有发展潜力的是微生物脱硫技术，所以着重介绍下 这种技术
❖ IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤 气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能， 是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下， IGCC发电的净效率可达43%～45％，今后可望达到更高。而污 染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%， 二氧化硫排放在25mg／Nm3左右。（目前国家二氧化硫为 1200mg／Nm3），氮氧化物排放只有常规电站的15%--20%， 耗水只有常规电站的1/2-1/3，利于环境保护。
无机硫脱硫原理（2）
❖ 问接作用：指微生物催化氧化黄铁矿生成硫酸根和Fe ，该 Fe 作为强氧化剂与金属硫化物反应，将黄铁矿硫氧化为硫酸根 或元素硫。这两种作用在实际过程中同时存在，共同使煤中的 黄铁矿氧化溶解，即将可燃硫转变为不可燃硫 ❖ 不可燃硫将不会对环境造成明显破坏，故此方法能在源头上 降低对自然的破坏
有机硫脱硫原理
❖ 脱除有机硫的机理主要有两种：一是以硫代谢为目的的4一s途径； 二是以碳代谢为目的的kodama途径。要用微生物分解二苯并噻吩有两 条途径，一是通过分解煤的结构使二苯并噻吩溶于水，而不直接作用 于二苯并噻吩的S原子；二是只作用于二苯并噻吩的s原子，而不破环 煤的结构，使硫变成溶于水的硫酸盐。煤中有机硫多存在于煤的多环 结构中，它与碳、氢、氧等元素牢固的结合，因此采用微生物脱除有 机硫的方法(种类和机理)与脱除无机硫大不不同，工艺流程也很复杂。 目前还在试验阶段。（好复杂--！）
❖整体煤气化联合循环（IGCCIntegratedGasificationCombinedCycle）发电系统，是将煤气化技 术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组 成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分
煤液化
❖ 直接液化是在高温（400℃以上）、高压（10MPa以上）， 在催化剂和溶剂作用下使煤的分子进行裂解加氢，直接转化成 液体燃料，再进一步加工精制成汽油、柴油等燃料油，又称加 氢液化。 ❖ 煤的间接液化技术是先将煤全部气化成合成气，然后以煤基 合成气（CO和氢气）为原料，在一定温度和压力下，将其催 化合成为烃类燃料油及化工原料和产品的工艺，包括煤炭气化 制取合成气、气体净化与交换、催化合成烃类产品以及产品分 离和改制加工等过程。
❖ 近20年来，我国经济持续高速发展，对能源的需求和消费迅 速增加，由此所引起的环境问题也越来越突出，在中国发展洁 净煤技术已经刻不容缓，洁净煤技术是中国能源的未来，也是 可持续发展战略的支柱。发展洁净煤技术，不仅有利于发展我 国煤炭资源优势、提高能源效率、加强环境保护，还有利于生 产洁净能源、减少和部分替代石油消费量、优化能源结构。
CCT的特点
❖ 首先，洁净煤技术以高硫煤为原料。以一碳化学为基础，采 用多样化工艺，实现煤炭资源的优化配置、高效和清洁利用 ❖ 其次，洁净煤技术涉及物理学、化学、生物学、地质学等多 学科，化工、热工、环境等多技术，是一项多层次、多学科、 综合性很强的系统工程 ❖ 第三，洁净煤技术注重综合效益，实现了环境友好和经济发 展的双重效益，即“经济”和“环境”的双赢。
❖ PB0ຫໍສະໝຸດ Baidu013034 ❖ 盛思铭
❖ 主要介绍洁净煤能源技术 ❖ 着重讨论了洁净煤能源发展的必要及过程中的主要问题和发 展方向
CCT
❖ 我国是一个多煤、少油、少气的国家，未来能源发展 的政策仍是。煤为基础，多元发展”。提高煤炭利用率、 降低污染率，是我国能源工业发展的紧迫而现实的任务。 而完成这一任务，就需要大力发展洁净煤能源技术
CCT
❖洁净煤技术（clean coal technology） 是指从煤炭开发到利用全过程中，旨在减少污染物排放和提高 利用效率的煤炭加工、转化、燃烧及污染控制等一系列新技术 的总称，是使煤作为一种能源应达到最大限度的潜能利用，而 将释放的污染控制在最低水平实现煤的高效、洁净利用的技术 体系。
转换技术
❖ 即通过与其他提高燃料综合利用率的方法结合，达到提高产 热效率并且降低污染的方法 ❖ 主要有：煤气化循环发电、煤液化等方式 ❖ 煤液化（Coal liquefaction）：煤液化是把固体煤炭通过化学 加工过程，使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁 净煤技术。
整体煤气化联合循环发电
燃烧过程中的处理方法
❖ 主要有：低污染燃烧，燃烧中固硫，流床化燃烧，涡旋燃烧 ❖ 关于涡旋燃烧：涡旋燃烧，特别是强涡旋燃烧对实现煤粉的 稳定燃烧及高效率高强度和低污染燃烧具有重要意义。通过已 建立的数学模型来计算并预测燃烧过程及降低燃烧过程中的污 染。
燃烧后处理
❖ 主要方法为烟气净化及灰渣处理 ❖ 烟气净化：烟气除尘、脱硫和脱氮氧化物等措施。使排放的 烟气中这些污染物含量达到有关标准要求。主要方法：干发烟 气脱硫、半干法烟气脱硫、湿法烟气脱硫。主要区别为对排出 粉尘的湿度处理上。 ❖ 灰渣处理：对火电厂的灰渣收集、运送、储存、综合利用。
微生物脱硫
❖ 煤中无机硫占绝大多数，有机硫不足0.5% ❖ 有机硫主要来源于煤原始植物的蛋白质，有硫醇、硫醚、杂 环硫等，无机硫包括硫酸盐、硫化物、元素硫等 ❖ 只有硫酸盐硫为不可燃硫 ❖ 脱硫微生物有：各种杆菌，XX杆菌、XX杆菌等等，不一而 足
无机硫脱硫原理（1）
❖ 黄铁矿在潮湿富含氧气地环境中，能够自发而缓慢的氧化为 硫酸根和二价Fe ，并放出热量；当环境中存在某些嗜酸的硫杆 菌时，此反应速率将大大加快。分为直接作用和间接作用。 ❖ 直接作用：指黄铁矿作为微生物的能源物质，即微生物在使 煤中黄铁矿发生降解生成高价铁离子和硫酸根的同时，利用释 放的能量进行新陈代谢
高硫煤
❖ 煤层在地质形成过程中含有大量的硫化物成分，在使用的时 候硫化物分解挥发出大量污染环境的硫化氢，必须经过工业化 处理才能利用，所以在作为工业原料的时候，把高硫煤划分为 劣质煤。
处理方法
❖ 分别有常规选煤，高效物理脱硫，化学选煤，微生物脱硫四 种。 ❖ 我认为最有发展潜力的是微生物脱硫技术，所以着重介绍下 这种技术
❖ IGCC技术把高效的燃气-蒸汽联合循环发电系统与洁净的煤 气化技术结合起来，既有高发电效率，又有极好的环保性能， 是一种有发展前景的洁净煤发电技术。在目前技术水平下， IGCC发电的净效率可达43%～45％，今后可望达到更高。而污 染物的排放量仅为常规燃煤电站的1/10，脱硫效率可达99%， 二氧化硫排放在25mg／Nm3左右。（目前国家二氧化硫为 1200mg／Nm3），氮氧化物排放只有常规电站的15%--20%， 耗水只有常规电站的1/2-1/3，利于环境保护。
无机硫脱硫原理（2）
❖ 问接作用：指微生物催化氧化黄铁矿生成硫酸根和Fe ，该 Fe 作为强氧化剂与金属硫化物反应，将黄铁矿硫氧化为硫酸根 或元素硫。这两种作用在实际过程中同时存在，共同使煤中的 黄铁矿氧化溶解，即将可燃硫转变为不可燃硫 ❖ 不可燃硫将不会对环境造成明显破坏，故此方法能在源头上 降低对自然的破坏
有机硫脱硫原理
❖ 脱除有机硫的机理主要有两种：一是以硫代谢为目的的4一s途径； 二是以碳代谢为目的的kodama途径。要用微生物分解二苯并噻吩有两 条途径，一是通过分解煤的结构使二苯并噻吩溶于水，而不直接作用 于二苯并噻吩的S原子；二是只作用于二苯并噻吩的s原子，而不破环 煤的结构，使硫变成溶于水的硫酸盐。煤中有机硫多存在于煤的多环 结构中，它与碳、氢、氧等元素牢固的结合，因此采用微生物脱除有 机硫的方法(种类和机理)与脱除无机硫大不不同，工艺流程也很复杂。 目前还在试验阶段。（好复杂--！）
❖整体煤气化联合循环（IGCCIntegratedGasificationCombinedCycle）发电系统，是将煤气化技 术和高效的联合循环相结合的先进动力系统。它由两大部分组 成，即煤的气化与净化部分和燃气-蒸汽联合循环发电部分
煤液化
❖ 直接液化是在高温（400℃以上）、高压（10MPa以上）， 在催化剂和溶剂作用下使煤的分子进行裂解加氢，直接转化成 液体燃料，再进一步加工精制成汽油、柴油等燃料油，又称加 氢液化。 ❖ 煤的间接液化技术是先将煤全部气化成合成气，然后以煤基 合成气（CO和氢气）为原料，在一定温度和压力下，将其催 化合成为烃类燃料油及化工原料和产品的工艺，包括煤炭气化 制取合成气、气体净化与交换、催化合成烃类产品以及产品分 离和改制加工等过程。
❖ 近20年来，我国经济持续高速发展，对能源的需求和消费迅 速增加，由此所引起的环境问题也越来越突出，在中国发展洁 净煤技术已经刻不容缓，洁净煤技术是中国能源的未来，也是 可持续发展战略的支柱。发展洁净煤技术，不仅有利于发展我 国煤炭资源优势、提高能源效率、加强环境保护，还有利于生 产洁净能源、减少和部分替代石油消费量、优化能源结构。
CCT的特点
❖ 首先，洁净煤技术以高硫煤为原料。以一碳化学为基础，采 用多样化工艺，实现煤炭资源的优化配置、高效和清洁利用 ❖ 其次，洁净煤技术涉及物理学、化学、生物学、地质学等多 学科，化工、热工、环境等多技术，是一项多层次、多学科、 综合性很强的系统工程 ❖ 第三，洁净煤技术注重综合效益，实现了环境友好和经济发 展的双重效益，即“经济”和“环境”的双赢。